ОТСЕК УПРАВЛЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО СНАРЯДА Российский патент 2001 года по МПК F42B15/00 

Предлагаемое изобретение относится к силовым системам управления летательных аппаратов и наиболее целесообразно может быть использовано в отсеках управления малогабаритных управляемых снарядов с головкой самонаведения с носовым блоком, выстреливаемых из ствола танковой пушки, артиллерийских орудий и др.

Известно применение управляемых снарядов, выстреливаемых из ствола танковой пушки, например выстрела ЗУБК10-1 с противотанковым управляемым снарядом 9M117[1] , из ствола артиллерийского 152-миллиметрового орудия выстрела ЗВОФ64(ЗВОФ93) с осколочно-фугасным снарядом ЗОФ39[2] с лазерной полуактивной головкой самонаведения с носовым блоком.

Отличительной особенностью работы этих снарядов является воздействие на снаряд и его элементы больших стартовых линейных (ствольных) перегрузок, действующих в момент выстрела.

Развитие и совершенствование современных управляемых снарядов идет по пути повышения скорости и увеличения дальности стрельбы не за счет повышения мощности разгонного двигателя, а за счет увеличения начальной скорости, и как следствие этого к росту стартовых линейных ускорений, которые могут достигать (5000±10000) g и более.

Такие линейные перегрузки крайне неблагоприятно сказываются на характеристиках прочности и надежности работы всех элементов снаряда, в том числе и элементов управления, обеспечивающих дальность стрельбы, точность и надежность работы управляемого снаряда.

В известном противотанковом снаряде 9M117[1], состоящем из рулевого привода с усилителем, боевой части, маршевой двигательной установки, аппаратурного отсека (в составе блока питания, блока связи, гирокоординатора, электронной аппаратуры), блока стабилизаторов и поддона, элементы управления и питания разнесены между собой и находятся между боевой частью и маршевой двигательной установкой, что увеличивает протяженность электрических линий связи (кабелей) между ними, приводит к слабой помехозащищенности линий связи из-за их протяженности и наличия неизбежных стыков между блоками и связанной с этим необходимостью применения схемных и конструктивных мер по защите линий, приводящей к увеличению габаритов и массы аппаратуры управления снаряда в целом. Это затрудняет использовать снаряд на увеличенную дальность стрельбы при большой начальной скорости из-за высоких стартовых линейных (ствольных) перегрузок, действующих в момент выстрела, и особенно при использовании в нем головки самонаведения с носовым блоком, расположенной в головной части снаряда.

Наиболее близким (прототипом) к предлагаемому является отсек управления известного управляемого снаряда 30Ф39 калибра 152-мм [2, рис. 4]1, который состоит из головки самонаведения с носовым блоком и автопилотного блока.

Электрическая связь между составными частями осуществляется с помощью разъемов с контактами ножевого типа.

Конструктивной основой автопилотного блока (2, рис.21) является его корпус, в котором закреплены инерциальный гироскоп, привод рулевой, блок питания и преобразования.

Корпус автопилотного блока имеет продольные пазы для складывания рулей и технологическое отверстие для доступа к контрольному разъему.

Привод рулевой [2, рис.22.1] включает в себя шпангоут с рулями, установленными на шпангоуте, и механизмом складывания и фиксации рулей, размещенным в П-образных углублениях шпангоута.

К недостаткам отсека управления управляемого снаряда [2] при использовании в нем головки самонаведения с носовым блоком, обладающей сравнительно большой массой, располагаемой в головной части снаряда, следует отнести то, что все узлы закреплены на корпусе автопилотного блока, ослабленного наличием в нем продольных пазов для складывания рулей и технологических отверстий, в том числе и рулевой привод, высокочастотные колебания от работы которого создают дополнительные помехи на чувствительную головку самонаведения.

Дополнительно следует отметить, что при уменьшении калибра снаряда с головкой самонаведения с носовым блоком, например, 120-мм, трудности с обеспечением прочности корпуса автопилотного блока при стрельбе на большую дальность, т. е. при больших ствольных перегрузках, дополнительно усиливаются, так как примерно такая же масса головки самонаведения с носовым блоком при меньшем калибре должна восприниматься меньшим по площади рабочим сечением корпуса автопилотного блока.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение запасов прочности и обеспечение надежности работы отсека управления управляемого снаряда с головкой самонаведения с носовым блоком при действии стартовой перегрузки большой интенсивности в момент выстрела из артиллерийского орудия.

Поставленная задача решается за счет того, что в отсеке управления управляемого снаряда, содержащего головку самонаведения с носовым блоком, закрепленную на корпусе автопилотного блока, и автопилотный блок, включающий в себя электронный блок и блок электропитания, закрепленные на корпусе автопилотного блока и соединенные между собой ленточным кабелем, а также рулевой привод с рулями, установленными на шпангоуте, и механизмом складывания и фиксации рулей, размещенным в П-образных углублениях шпангоута, головка самонаведения с носовым блоком, электронный блок, рулевой привод и блок электропитания размещены последовательно в направлении действия стартовой перегрузки, при этом рулевой привод жестко закреплен на блоке электропитания с зазором относительно корпуса автопилотного блока.

Блок электропитания закреплен на корпусе автопилотного блока посредством винтов из высокопрочной стали с контровкой клеем и предварительным поджатием к указанному корпусу за счет смещения крепежных отверстий в корпусах автопилотного блока и блока электропитания.

Шпангоут выполнен с ребрами жесткости, размещенными в упомянутых П-образных углублениях и расположенными на опорной поверхности блока электропитания.

Крепление ленточного кабеля выполнено по двум местам, в одном из которых он закреплен на наружной поверхности основания рулевого привода посредством винтов через дополнительно введенные скобу и изолирующую прокладку, а во втором - с помощью П-образной петли, выполненной на кабеле в дополнительно введенной пряжке, закрепленной винтами на внутренней поверхности корпуса автопилотного блока, причем кабель между местами креплений уложен с ослаблениями для исключения его натяга при действии стартовой перегрузки.

На фиг. 1,2,3 изображен отсек управления управляемого снаряда, в нем в направлении действия стартовой перегрузки размещены головка самонаведения с носовым блоком 1, закрепленная гайкой 2 к корпусу автопилотного блока 3.

Внутри корпуса автопилотного блока 3 размещены элементы управления в виде электронного блока 4, установленного на стальном кольце 5 и закрепленного винтами 6 с опорой на выступы 7, выполненные на внутренней поверхности корпуса автопилотного блока 3, и рулевой привод 9.

Рулевой привод 9 закреплен к блоку электропитания 15 шпильками 18 и гайками 19 и отделен от корпуса автопилотного блока 3 зазором 8, шпангоут рулевого привода 20 выполнен с ребрами жесткости 12, размещенными в П-образных углублениях для механизма складывания и фиксации рулей 10.

Введение ребер жесткости позволило уменьшить нагрузку на подшипники качения 11 за счет повышения жесткости шпангоута и увеличить площадь опоры на блок электропитания 15, а введение зазора 8 между рулевым приводом 9 и корпусом автопилотного блока 3 уменьшает помехи на головку самонаведения с носовым блоком от высокочастотных колебаний, возникающих при работе рулевого привода.

Корпус автопилотного блока 3 крепится к блоку электропитания 15 винтами 16, выполненными из высокопрочной стали с контровкой клеем и обеспечением предварительного поджатия к блоку электропитания 15 за счет смещения крепежных отверстий в корпусах автопилотного блока 3 и блока электропитания 14. Такое расположение и крепление узлов позволяет распределить нагрузку, возникающую при стартовой перегрузке таким образом, что на наиболее чувствительные узлы, такие как головка самонаведения с носовым блоком, блок электронный и рулевой привод при стартовой перегрузке действует только собственная наседающая масса. Нагрузка от наседающей массы корпуса 3 с головкой самонаведения с носовым блоком 1 и электронным блоком 4 действует на поверхность 17 корпуса 14 блока электропитания 15, а от рулевого привода 9 - на поверхность 13 корпуса 14, что позволяет распределить нагрузку по различным поверхностям корпуса 14 и повышает его стойкость к действующим перегрузкам.

Электрическая стыковка блока электропитания 15 с блоком электронным 4 обеспечивается ленточным кабелем 22. Крепление кабеля выполнено по двум местам, в одном из которых он закреплен винтами 23 через скобу 24 и изолирующую прокладку 25 к наружной поверхности основания 21 рулевого привода 9, жестко соединенного с блоком электропитания 15, а во втором - с помощью П-образной петли на кабеле 22 в пряжке 26, закрепленной винтами 27 к внутренней поверхности корпуса автопилотного блока 3, жестко соединенного с электронным блоком, что увеличивает надежность электрической стыковки в отсеке управления.

За счет введения в отсек управления предлагаемого технического решения удалось обеспечить прочность конструкции и надежность работы при действии стартовой (ствольной) перегрузки высокой интенсивности (n≥7500 ед), действующей в момент выстрела из артиллерийского орудия.

Эффективность предлагаемого технического решения была подтверждена положительными результатами наземных (ужесточенные лабораторно-стендовые испытания) и стрельбовых испытаний опытных образцов отсека управления в составе управляемых снарядов.

Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с известными позволяет обеспечить прочность конструкции и надежность работы отсеков управления при действии ствольной перегрузки высокой интенсивности существующих и вновь разрабатываемых малогабаритных управляемых снарядов практически без увеличения массы и габаритов элементов управления в управляемых снарядах с увеличенной дальностью стрельбы.

Источники информации
1. Выстрел ЗУБК10-1 с управляемым снарядом 9М117. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗУБК10- 1.00.00.000 ТО. - М.: Воениздат, 1987 г. - аналог.

2. 152-мм выстрел ЗВОФ64(ЗВОФ93) с осколочно-фугасным снарядом ЗОФ39 и зарядом N 1 (уменьшенным переменным зарядом). Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗВОФ64.00.00.000 ТО (ЗВОФ93.00.00.000 ТО), М.: Воениздат, 1980 г. - прототип.

Изобретение относится к силовым системам управления летательных аппаратов и наиболее целесообразно может быть использовано в отсеках управления малогабаритных управляемых снарядов с головкой самонаведения, выстреливаемых из ствола танковой пушки, артиллерийских орудий и др. Реализация изобретения позволяет повысить запас прочности и обеспечить надежность работы отсека управления управляемого снаряда с головкой самонаведения при действии стартовой перегрузки большой интенсивности в момент выстрела из артиллерийского орудия. Сущность изобретения заключается в том, что в отсеке управления управляемого снаряда в направлении действия стартовой перегрузки последовательно размещены головка самонаведения, электронный блок, рулевой привод и блок электропитания, при этом рулевой привод жестко закреплен на блоке электропитания с зазором относительно корпуса автопилотного блока. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Отсек управления управляемого снаряда, содержащий головку самонаведения с носовым блоком, закрепленную на корпусе автопилотного блока, и автопилотный блок, включающий в себя электронный блок и блок электропитания, закрепленные на корпусе автопилотного блока и соединенные между собой ленточным кабелем, а также рулевой привод с рулями, установленными на шпангоуте, и механизм складывания и фиксации рулей, размещенный в П-образных углублениях шпангоута, отличающийся тем, что головка самонаведения с носовым блоком, электронный блок, рулевой привод и блок электропитания размещены последовательно в направлении действия стартовой перегрузки, при этом рулевой привод жестко закреплен на блоке электропитания с зазором относительно корпуса автопилотного блока. 2. Отсек по п.1, отличающийся тем, что блок электропитания закреплен на корпусе автопилотного блока посредством винтов из высокопрочной стали с контровкой клеем и предварительным поджатием к указанному корпусу за счет смещения крепежных отверстий в корпусах автопилотного блока и блока электропитания. 3. Отсек по п. 1, отличающийся тем, что шпангоут выполнен с ребрами жесткости, размещенными в упомянутых П-образных углублениях и расположенными на опорной поверхности блока электропитания. 4. Отсек по п.1, отличающийся тем, что крепление ленточного кабеля выполнено по двум местам, в одном из которых он закреплен на наружной поверхности основания рулевого привода посредством винтов через дополнительно введенные скобу и изолирующую прокладку, а во втором - с помощью П-образной петли, выполненной на кабеле, в дополнительно введенной пряжке, закрепленной винтами на внутренней поверхности корпуса автопилотного блока, причем кабель между местами креплений уложен с ослаблениями для исключения его натяга при действии стартовой перегрузки.